10. Oktober 2003

Plattenspiegel unter Linux anlegen (Software-Raid1 und LVM)

Inhalt

Einbau der Platten
Installation der «lvm»- und «raidtools»
Kernel-Konfiguration anpassen
Anlegen der Partitionen
Raid-Devices anlegen
Logical Volumes anlegen
Dateisysteme anlegen
Umkopieren der Dateien (optional)
«/etc/fstab» anpassen
LILO-Konfiguration anpassen

Dieses Dokument beschreibt das Anlegen einer Plattenspiegelung (SW) auf einem bestehenden (ungespiegelten) System.

I. Einbau der Platten

Alles beginnt mit dem Einbau der Platten. Sinnvollerweise werden die beiden Spiegel-Platten an verschiedene IDE-Kanäle gehängt; dies erhöht einerseits die Performance und andererseits die Verfügbarkeit, da Fehler auf einem IDE-Kanal (z.B. auch ein defektes Kabel) sich nicht auf beide Spiegel-Kopien auswirken. Unser Beispiel geht von jeweils einer Platte als Master auf beiden Kanälen (hda und hdc) aus. Software-Raid eignet sich aber auch für SCSI-Platten.

II. Installation der «lvm»- und «raidtools»

Sie benötigen spezielle Befehle zur Verwaltung von Raid- und LVM-Devices. Diese müssen installiert werden:

raidtools, zur Zeit Version 1.00.3
lvm, zur Zeit Version 1.0.7

Auf allen gängigen Linux-Distributionen sind diese Pakete verfügbar. Vielleicht sind sie bei Ihnen sogar schon installiert. Falls nicht, ist jetzt der Zeitpunkt dies nachzuholen.

III. Kernel-Konfiguration anpassen

Voraussetzung für den Einsatz der «lvm»- und «raidtools» sind Treiber im Kernel. Folgende Punkte müssen in der Kernel-Konfiguration angewählt werden:

Kernel-Konfiguration (Ausschnitt):

Multi-device support (RAID and LVM) ---> +-+-------------------------------------------------------------------------+-+ | | [*] Multiple devices driver support (RAID and LVM) | | | | <*> RAID support | | | | <*> Linear (append) mode | | | | < > RAID-0 (striping) mode | | | | <*> RAID-1 (mirroring) mode | | | | < > RAID-4/RAID-5 mode | | | | < > Multipath I/O support | | | | <*> Logical volume manager (LVM) support | |

IV. Anlegen der Partitionen

Zunächst werden auf den Platten ganz normale PC-Partitionen angelegt. Dabei bleibt es den eigenen Vorstellungen überlassen, wieviele Partitionen man anlegen will. Unser Beispiel geht von 3 Partitionen aus, eine System-, eine Swap- und eine LVM-Partition. Alle Partitionen werden auf den Typ fd gesetzt. Dieser Typ ist für Linux-Software-Raid reserviert.

Falls Sie aber Ihr System nicht umkopieren möchten, können Sie auch die gesamte Platte verwenden (ohne sie überhaupt zu partitionieren). Wichtig ist, dass beide für die Spiegelung vorgesehenen Platten identisch partitioniert werden.

linux# cfdisk /dev/hda

cfdisk 2.12 Disk Drive: /dev/hda Size: 123522416640 bytes, 123.5 GB Heads: 255 Sectors per Track: 63 Cylinders: 15017 Name Flags Part Type FS Type [Label] Size (MB) ------------------------------------------------------------------------------ hda1 Boot Primary Linux raid autodetect 22726.46 hda2 Primary Linux raid autodetect 518.20 hda3 Primary Linux raid autodetect 100274.39 [Bootable] [ Delete ] [ Help ] [Maximize] [ Print ] [ Quit ] [ Type ] [ Units ] [ Write ] Toggle bootable flag of the current partition

linux# cfdisk /dev/hdc

cfdisk 2.12 Disk Drive: /dev/hdc Size: 123522416640 bytes, 123.5 GB Heads: 255 Sectors per Track: 63 Cylinders: 15017 Name Flags Part Type FS Type [Label] Size (MB) ------------------------------------------------------------------------------ hdc1 Boot Primary Linux raid autodetect 22726.46 hdc2 Primary Linux raid autodetect 518.20 hdc3 Primary Linux raid autodetect 100274.39 [Bootable] [ Delete ] [ Help ] [Maximize] [ Print ] [ Quit ] [ Type ] [ Units ] [ Write ] Toggle bootable flag of the current partition

V. Raid-Devices anlegen

Nun können die Raid-Devices angelegt werden. Dazu legen wir eine kleine Tabelle im Verzeichnis /etc an:

linux# vi /etc/raidtab

mit folgendem Inhalt:

/etc/raidtab

raiddev /dev/md0 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 0 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda1 raid-disk 0 device /dev/hdc1 raid-disk 1 raiddev /dev/md1 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 0 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda2 raid-disk 0 device /dev/hdc2 raid-disk 1 raiddev /dev/md2 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 0 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda3 raid-disk 0 device /dev/hdc3 raid-disk 1

Nach Anlegen dieser Datei, können die Raids initialisiert werden; dafür muss nacheinander für jedes Raid-Array der Befehl mkraid abgesetzt werden:

linux# mkraid /dev/md0 linux# mkraid /dev/md1 linux# mkraid /dev/md2

VI. Logical Volumes anlegen

Zunächst machen Sie aus der für den LVM vorgesehenen Partition md2 ein "Physical Volume" im Sinne des LVM:

linux# pvcreate /dev/md2

Nun legen Sie eine oder mehrere "Volume Groups" an:

linux# vgcreate datavg /dev/md2

In der VG können dann die "Logical Volumes" angelegt werden, z.B.:

linux# lvcreate -L 8G -n home datavg lvcreate -- rounding size up to physical extent boundary lvcreate -- doing automatic backup of "datavg" lvcreate -- logical volume "/dev/datavg/data" successfully created linux# lvcreate -L 15G -n img datavg lvcreate -- rounding size up to physical extent boundary lvcreate -- doing automatic backup of "datavg" lvcreate -- logical volume "/dev/datavg/img" successfully created . . .

VII. Dateisysteme anlegen

In den LVs können alle von Linux unterstützten Dateisysteme ganz normal angelegt werden (ext2, ext3, xfs, jfs, reiserfs). Ich empfehle ext3 oder xfs (mit xfs_growfs lässt sich ein Dateisystem nach Vergrößerung des LVs schnell nachziehen; dabei bleibt alles online -- seit Kernel 2.4.25 ist kein Patchen mehr nötig!). Beispielsweise:

linux# mkfs.ext3 /dev/datavg/img mke2fs 1.34 (25-Jul-2003) Filesystem label= OS type: Linux Block size=1024 (log=0) Fragment size=1024 (log=0) 32768 inodes, 131072 blocks 6553 blocks (5.00%) reserved for the super user First data block=1 16 block groups 8192 blocks per group, 8192 fragments per group 2048 inodes per group Superblock backups stored on blocks: 8193, 24577, 40961, 57345, 73729 Writing inode tables: done Creating journal (4096 blocks): done Writing superblocks and filesystem accounting information: done This filesystem will be automatically checked every 26 mounts or 180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override. . . .

Gegebenenfalls wird nun auch auf /dev/md0 ein Dateisystem angelegt (vgl. IV) und auf /dev/md1 der swap-Bereich eingerichtet:

linux# mkfs.ext3 /dev/md0 linux# mkswap /dev/md1

VIII. Umkopieren der Dateien (optional)

Dies ist nötig, falls Sie das komplette System auf Raid1 umstellen möchten; dann muss das z.Zt laufende System auf das neu angelegte Device /dev/md0 kopiert werden. Im folgenden Beispiel wird davon ausgegangen, dass alle zur Zeit eingehängten Dateisysteme auf das neue Raid-Device migriert werden sollen. Falls Sie Dateisysteme davon ausschließen möchten, hängen Sie diese jetzt ab (umount) oder benutzen Sie die Option --exclude des tar-Befehls:

linux# mkdir /.root linux# mount -t ext3 /dev/md0 /.root linux# cd / && tar --exclude /proc -cpf - * | ( cd /.root && tar xvpf - ) linux# mkdir /.root/proc /.root/images /.root/data ...

Denken Sie daran (letzte Zeile) alle Mount-Points, die nicht mitkopiert werden, anzulegen.

IX. «/etc/fstab» anpassen

Falls Sie nur zwei neue Platten als Raid1 definiert haben (und das System also bleibt, wo es ist) fügen Sie einfach jeweils einen Eintrag der Form

/dev/datavg/data /data ext3 defaults 1 2

zur Datei /etc/fstab hinzu (vgl. IV).

Andernfalls müssen alle neuen Partitionen in die fstab eingetragen werden -- und zwar in die neue: die liegt zur Zeit unter /.root/etc/fstab! So sieht's aus:

/.root/etc/fstab

/dev/md0 / ext3 defaults 1 1 /dev/md1 swap swap defaults 0 0 none /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0 none /proc proc defaults 0 0 # # LVM controlled slices: # /dev/datavg/data /data ext3 defaults 1 2 /dev/datavg/img /images ext3 defaults 1 2

X. LILO-Konfiguration anpassen (optional)

Für den nächsten Schritt, das Neuschreiben des Linux Loaders, das nötig ist, sofern Sie Punkt VIII durchgeführt haben, booten Sie das System am besten gleich richtig von den Raid-Platten¹. Zur Not tut es aber auch ein

linux# chroot /.root

Die LILO-Konfiguration, so wie sie zur Zeit existiert, kann kann als Basis für die Änderungen genutzt werden. Eine Zeile der Form "boot=/dev/hda" kann gelöscht werden (stört aber auch nicht weiter). Ein Eintrag der Form

/etc/lilo.conf (Ausschnitt)

# Linux bootable partition config begins image = /vmlinuz root = /dev/md0 label = Linux read-only # Linux bootable partition config ends

muss den bisherigen image-Eintrag ersetzen.

Nun muss der LILO nur noch auf die beiden Platten geschrieben werden:

linux# lilo -b /dev/hda Added Linux * linux# lilo -b /dev/hdc Warning: /dev/hdc is not on the first disk Warning: The boot sector and map file are on different disks. Added Linux *

So gelangt der Linux Loader in den Master-Boot-Record beider Platten und das System bootet beim Ausfall einer Platte von der anderen.

¹ Hierzu gibt es mehrere Möglichkeiten: Booten Sie beispielsweise von der Installations/Rettungs-CD die neue Raid-Partition. Dazu können Sie am LILO-Prompt eine Zeile der Form
Linux root=/dev/md0 noinitrd rw
eingeben. Eine weitere Möglichkeit wäre die obige lilo.conf temporär auch auf das alte /etc zu schreiben, lilo -b /dev/hda aufzurufen und dann das System neu zu starten.